紧挨房屋的基坑围护实例分析

王金修

【摘 要】某基坑紧挨既有建筑，周边环境复杂，变形要求高，地质条件较差，既有建筑保护要求高。针对本基坑周边环境、工程地质及施工条件，采用对既有建筑基础锚杆静压桩加固，基础底部再进行压密注浆补强， 基坑围护采用水泥土搅拌桩内套打树根桩，基坑内侧进行土体压密注浆加固，并信息化施工，保证了基坑及紧挨基坑房屋的安全，达到了预期的效果。

【关键词】实例；树根桩；基坑围护；紧挨房屋；软土地区

中图分类号： TU753 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）25-0230-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.25.106

0 引言

我国城镇化进程促进了地下空间的开发，地下工程日益增多。基坑设计施工的成败，关系到周边环境、经济安全。紧挨房屋边缘进行新建筑基坑围护设计施工其难度、风险均比其他地方要大，紧挨既有建筑边缘进行基坑围护要保护既有建筑安全，保证其在基坑施工期间位移、沉降在允许范围内。目前紧挨房屋边缘的基坑围护受环境、施工条件所限，基坑围护方法较少，主要有树根桩、钻孔灌注桩等。基坑围护设计施工方案，据地质条件、周边环境、基坑深浅的不同而异[1-10]。

本文介绍了软土地区某紧挨房屋基坑围护工程的设计、施工，及实施效果。

1 工程概况

工程场地位于上海市闵行区。拟建地下车库工程±0.000（相当于地面绝对标高+3.700米）以上为1幢12层综合教学办公楼，地下车库基坑开挖深度4.15米，基坑长约50米，宽约30米，基坑面积约1500平方米，底板厚度约500mm， 底板顶面埋深3.65米，地下车库外墙采用钢筋混凝土，厚300mm。

2 围护结构设计

基坑工程区域性强、个性强、综合性强、时空效应强，应根据工程地质和水文地质条件，基坑开挖深度和周边环境条件，选用合理的围护型式，基坑围护型式很多，每一种基坑围护型式都有其优点和缺点，都有一定的适用范围，要因地制宜，具体工程具体分析，选用合理的基坑围护型式。

2.1 场地工程地质条件

该拟建场地在地貌上属长江三角洲入海口滨海平原，涉及的地基土按成因类型、形成时代、工程性质等自上而下可分为5层。场地地层分布及物理力学性质见表1。

本场地杂填土较厚1.00-1.90m。房屋中部偏西有一条北西向的暗浜，浜宽15～20m，浜底埋深1.9～4.1m。场地地表3.2～4.5m以下存在厚度约10.5m淤泥质粉质粘土、淤泥质粘土层，该二层土强度低、压缩性高。

场地浅部土层中的地下水属于潜水类型，其水位动态变化主要受控于大气降水，地下水埋深在0.9～1.2m之间。

2.2 周边环境及地下管线

本基坑南侧为运动场，西为食堂最近处约为8m，北西面为怡海公寓最近处相距15m、北面中段北东段较为开阔，东面紧靠学进楼，基坑边线距学进楼基础仅1.5m。

基坑南面、西面、北面均有校内雨水管、污水管、上水管、电力管、煤气管等。

基坑东侧紧挨学进楼，学进楼6层，基础型式：条形基础，条形基础宽2.00m，基底埋深1.50m， 与拟开挖的基坑坑底落差2.66m，基础边缘距地下车库1.50m。

2.3 紧挨房屋的基坑围护结构设计分析

本工程基坑开挖深度约4.15米，属三级基坑。基坑北面、南面、西面按常規基坑考虑，根据基坑挖深、周边环境、工程地质条件、施工条件等，西面采用水泥土搅拌桩重力式档墙，南面、北面采用复合土钉墙。本文仅探讨东面紧挨奋进楼一面的基坑围护设计与施工。

基坑东面由于紧挨学进楼而不允许基坑周围地基土体产生较大的变形，则必须按变形控制设计，按变形控制设计中变形控制量应根据基坑周围环境条件因地制宜确定

东面紧挨学进楼的基坑围护体：本工程东面紧挨学进楼的基坑围护体考虑场地条件与周边环境、施工技术手段。为减小基坑施工对学进楼基础的影响，又要保证围护体结构的止水效果，还要保证围护体结构及学进楼的稳定性，采用在紧挨学进楼一侧水泥土搅拌桩内套打树根桩φ400@500的基坑围护方法；水泥土搅拌桩采用φ700@500。

针对既有建筑学进楼基础的加固技术：施工对保护对象的影响是互相关联的，因为基础紧挨学进楼，复杂条件下难以判断保护对象学进楼的具体变形形态。所以，采用对学进楼临基坑一侧进行基础加固，可以起到对既有建筑较好的保护作用。

学进楼基础进行锚杆静压桩加固，锚杆静压桩桩长16m，桩间距1m，单桩承载力设计值120KN。

学进楼基础锚杆静压桩施工完毕后条形基础底部再进行桩间压密注浆加固（采用“间跳法”施工，压密注浆加固深度6.30m，孔距1m）；

基坑侧土体加固技术：在基坑侧坑底加固可以有效地提高被动区土体抗力，可以有效地改善基坑范围内土体的力学特性，起到控制变形的关键作用，减小基坑变形，进一步保证围护体结构的抗滑稳定性，所以，在地下车库侧进行坑底压密注浆加固（深度3.2m，宽度3.0m），使基坑施工区域与学进楼内土体之间形成一道有一定强度的坝体，能够起到很好的隔离作用，从而减小基坑施工对学进楼的影响。开挖前应进行坑内轻型井点降水疏干。见图1、图2。

3 基坑围护及紧挨学进楼地基加固的关键施工技术

在整个基坑施工过程中，采用科学方法和有效手段获取瞬间变化的信息，使监测数据能及时、准确的反映实际情况，做到信息化施工，严格控制各项施工参数，确保在施工过程中基坑围护体系和学进楼、周围道路、地下管线的安全，使整个工程的地下施工能顺利进行。

3.1 围护结构与加固体施工顺序

为了保证基坑的稳定、学进楼的稳定安全，施工顺序如下：先进行学进楼基础锚杆静压桩与基础底部压密注浆加固，再施工基坑围护体水泥土搅拌桩与树根桩，最后进行基坑内压密注浆施工。

（1）水泥土搅拌桩设计施工技术

双轴水泥土搅拌桩单桩断面尺寸700×1200，相邻桩搭结200mm。双头水泥土搅拌桩采用P·O42.5普通硅酸盐水泥，水灰比0.5，水泥掺入量为13%（暗浜区提高至15%）。搅拌桩桩体施工为两喷三搅工艺。钻头每转一周提升（下沉）1.0～1.5cm为宜，水泥土搅拌桩应连续施工，相邻桩间歇不得超过10小时，且喷浆搅拌时钻头下沉速度不宜大于1.0m/min，提升速度不宜大于0.5m/min。

水泥搅拌桩下沉时不得采用冲水下沉，以免影响搅拌桩桩身强度。制备好的浆液不得离析，不得停置时间过长，超过二小时的浆液应降低标号使用。

水泥土搅拌桩强度采取钻孔取芯的检测方法。水泥土搅拌桩养护期不得少于28天，无侧限抗压强度qu>0.8MPa时方可开挖基坑。桩位偏差不大于20mm。坑内水泥土搅拌桩加固应注意避开工程桩。

（2）树根桩设计施工技术

树根桩施工工艺流程：a.开挖桩孔，清除孔内垃圾及障碍物。b.钻机定位和校正垂直度，桩位误差为±2cm，垂直度误差小于1%。c.成孔，采用工程地质100型钻机成孔，天然泥浆护壁。d.下注浆管、吊放钢筋笼，钢筋笼的主筋采用钢套筒挤压连接。e.填灌碎石、注浆。e.拔注浆管、移位。

围护树根桩桩径φ400mm，设计桩长10m米，钢筋笼长9.0米，钢筋笼直径330mm，保护层厚度35mm。主筋8φ16mm（二级筋），箍筋φ6.5@200mm；注浆材料采用P·O32.5普通硅酸盐水泥，注浆浆液采用纯水泥浆液，注浆压力>1.5MPa。碎石料级配φ10～25mm，充填率应>0.8，桩身强度C20。

（3）锚杆静压桩设计施工技术

据房屋沉降倾斜状况及场地工程地质条件，本工程采用锚杆静压桩为250×250mm预制方桩，每节段长2～2.5m，有效桩长为16.0m，桩尖进入⑤层。单桩承载力设计值约为120KN，设计施工30根，最终压桩力=单桩承载力设计值×1.2≈150KN，施工中开凿桩孔尺寸上口≥300×300mm，下口≥350×350mm，桩孔应尽量靠近基础梁。压桩前用小钻杆探明地下有无障碍物，保证桩能压下去。

桩架应与锚杆紧固到位，防止桩架晃动，桩架与基础平面保持垂直。基桩桩尖就位时保持垂直，严禁偏心受压，桩段就位后必须加以校正，保持与上节桩在同一轴线上，垂直偏差不超过1.5%的桩长。采用电焊接桩，为确保接头质量，接桩前应清除接桩角铁鐵锈，焊接时必须予以满焊。采用C30早强微膨胀混凝土封桩、φ16交叉钢筋与锚杆焊接并浇筑帽梁，帽梁尺寸700×500×200mm。保证桩与基础连接可靠后封桩。

（4）压密注浆设计施工技术

本工程压密注浆地基加固处理根据注浆范围，共布置3排注浆孔，采用梅花形布孔，注浆孔间距为1.0×1.0m，注浆深度范围基坑底面下0.0～3.2m，即注浆长度3.2m/孔，共设注浆孔90个，总计注浆长度288m。

本次压密注浆工程采用劈裂注浆，浆液材料选择以注浆材料采用P·O32.5普通硅酸盐水泥及精细粉煤灰制成的悬浊液，其配比为水：水泥：粉煤灰=1：1：0.75（重量比），注浆压力为0. 3～0. 5MPa，且应恒定压力3min以上，注浆速率16～20L/min左右。浆液注入率25%（即每m3土体注浆量0.25m3）。初凝时间一般应控制在1～2小时。注浆施工时采用注浆量和注浆压力双控制的方法。

注浆孔成孔采用振动沉管设备，将20mm注浆管用平板振动器压入预定土层，埋设外径φ75mm注浆钢管，连接注浆软管和注浆泵等，启动拌浆机拌料； 浆液经搅拌机充分搅拌后，开始注浆；注浆采用分层法，以底部向上部分层注浆，每孔注浆提升间距为0.5m；当灌浆一定程度后暂停注浆，向上提升一段钻杆（一般为0.5m），再继续进行注浆。注浆顺序实行先外后里，考虑相邻注浆孔相互影响，注浆时采用跳孔间隔进行注浆。

3.2 紧挨学进楼的土方开挖施工技术

挖土期间应确保坑内土体处于较干燥状态，防止坑外明水倒灌入坑内，土方据“分层分区”的要求进行施工，分层厚度小于2.0m。施工顺序应遵循先围护后开挖、加强监测的原则。土方开挖要求采用盆式挖土。土方开挖施工应严格实行“分层分段、留土护壁、限时开挖”，将基坑开挖造成的周围设施的形变控制在允许的范围内。基坑边严禁大量堆载。

开挖最下一层土方时，坑底必须留200mm～300mm厚土层用人工铲除及修平。开挖至坑底时，混凝土垫层“随挖随浇”，即垫层必须在见基坑底后24小时内浇筑完成。混凝土垫层需直接浇捣至围护桩内侧面。施工时需确保垫层的平整度、厚度和强度，使混凝土垫层能够起到一道地撑的作用。

3.3 基坑降水

基坑降排水是保证基坑工程稳定的重要举措。基坑围护结构施工结束后，土方开挖前要进行基坑降水，本基坑据基坑挖深、工程地质条件等采用轻型井点降水，降水深度控制在坑底以下0.5m-0.8m。基坑开挖前预降水6天以抽取基坑内土体中的潜水和上层滞水。轻型降水井点均匀布置于基坑内。使基坑内土体疏干，除坑内降水措施外，地面及坑内应设明排水措施，及时排除雨水及地面流水。从而达到使基坑安全、顺利施工的目的。坑内排水严禁在坑边挖沟。

轻型井点管要确保冲孔直径≥300mm，滤管长度取2.0m，主管应尽量下放以满足抽水要求及真空度。抽水系统和真空系统安置完毕后，应进行试抽，达到要求后转入正常抽水，除遇特殊情况外，一般应连续工作。

挖土后在坑内设明沟或盲沟集水井明排水，明沟及盲沟应避免沿基坑底边布置，宜利用电梯井等加深部分作为集水井。

4 基坑施工期间监测

基坑监测包括对紧挨基坑学进楼周边环境的保护监测和对基坑围护体系的安全监测，及时预报施工过程中可能出现的问题，及时控制和调整施工进度和施工方法，从而达到优化施工方案、防止意外事件的发生、信息化施工的目的。

（1）监测内容：①围护墙体顶端水平位移及沉降；②学进楼的水平位移及沉降；③坑内外地下水位，每日抽水量；④坑外地表沉降。

（2）监测要求：①围护结构施工前，须测得初读数；②在基坑降水、开挖期间，须做到一日一测。在基坑施工期间，可视测得的沉降、位移等变化情况加密。测得的数据应及时分析；③监测报警值：一般情况下，基坑围护体水平、垂直位移大于5mm/d或累计大于35mm；学进楼沉降最大变形≥5mm；变化速率≥1mm/d，且持续2天以上；地下水位变化>500mm；变化速率≥150mm/d，且持续2天以上。

若监测值达到上述界限须及时报警，引起重视，综合分析，采取相应措施，控制位移与沉降，确保基坑施工安全。

5 实施效果

经几个月的基坑施工、基础底板浇注，从本工程监测数据可知：基坑围护体累计最大水平位移51mm、累计最大沉降35mm，紧挨基坑学进楼的最大累积沉降4mm，沉降速率远<1mm/d，沉降、位移均在规定范围内，控制效果良好，满足要求。

监测结果说明本基坑设计参数的选取、基坑围护设计与紧挨基坑的房屋加固方案、施工工艺是合理的。

6 结语

软土地区紧挨房屋的基坑围护设计施工应充分考虑场地岩土工程条件、周边环境条件、基坑挖深、基坑大小、基坑形状、既有建筑保护、施工条件等，做到精心设计、精心施工；

本紧挨既有建筑的基坑围护采用水泥土搅拌桩内套打树根桩、基坑内侧土体压密注浆加固方案，既有建筑的基础采用锚杆静压桩加固，基础底部再进行压密注浆补强等综合措施，保证了基坑及紧挨基坑房屋的安全，达到了预期的效果。

本文参考了闵行区有关场地的资料，没能注明出处，在此致谢。

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